DE102005000037A1

DE102005000037A1 - roller drive

Info

Publication number: DE102005000037A1
Application number: DE102005000037A
Authority: DE
Inventors: Hermann Albert Stitz
Original assignee: Voith Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2005-04-19
Filing date: 2005-04-19
Publication date: 2006-10-26
Also published as: DE502006000858D1; ATE397563T1; EP1714929A1; EP1714929B1

Abstract

A drive for a roller (1) in a machine for the production or processing of a continuous material, especially of paper or paperboard, comprises a synchronous electrical drive motor (2) having a stator and rotor arranged inside the roller to be driven. Preferably the motor is at one end of the roller.

Description

Ein derartiges Antriebssystem für Wickelmaschinen ist in der DE-U-20209537 beschrieben.One such drive system for Winding machines is described in DE-U-20209537.

Aus der EP-A2-1460010 ist der Direktantrieb eines Wickelkerns einer Wickelrolle mit einem Elektromotor, der vorzugsweise ein Synchronmotor ist, entnehmbar. Der besagte Elektromotor ist hierbei koaxial zur Wickelwalze angeordnet und an einen Drehantrieb gekoppelt.Out EP-A2-1460010 is the direct drive of a winding core of a Winder with an electric motor, preferably a synchronous motor is, removable. The said electric motor is in this case coaxial with Winding arranged and coupled to a rotary drive.

Diese Bauweise und die Installation sind relativ aufwändig. Außerdem stören die Motore und Kupplungen die Peripherie der Maschine, in der die anzutreibenden Walzen sich befinden und nehmen unnötig viel Platz in Anspruch.These Construction and installation are relatively expensive. In addition, the engines and clutches interfere the periphery of the machine in which the rollers to be driven are are located and take unnecessary a lot of space.

Aufgabe der ErfindungTask of invention

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Walzenantrieb zu schaffen, mit dem die Nachteile des Standes der Technik vermeidbar sind.Of the Invention is therefore the object of a roller drive to provide, with which the disadvantages of the prior art are avoidable.

Die Aufgabe der Erfindung wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Demgemäß ist vorgesehen, dass als Antriebsmotor ein an sich bekannter Synchronmotor vorgesehen ist, der im Inneren der betreffenden anzutreibenden Walze angeordnet ist. Dadurch wird neben einem torsionssteifen Antrieb auch ein höherer Wirkungsgrad der Maschine ermöglicht. Außerdem fallen die Montage- und Inbetriebnahmekosten geringer als bisher aus.The The object of the invention is with the characterizing features of Claim 1 solved. Accordingly, it is provided that provided as a drive motor, a known synchronous motor is located inside the relevant roller to be driven is. This is next to a torsion-resistant drive and a higher efficiency the machine allows. Furthermore the installation and commissioning costs are lower than before out.

Eine zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass der Synchronmotor an einem stirnseitigen Ende der anzutreibenden Walze angeordnet ist. Vom Bedienpersonal ist dadurch eine gute Überwachung des Antriebes von einer Maschinenseite (Triebseite) aus möglich.A expedient embodiment The invention consists in that the synchronous motor on a front side End of the driven roller is arranged. From the operating staff is therefore a good monitor of the drive from one side of the machine (drive side).

Im Rahmen der Erfindung ist außerdem vorgesehen, dass die anzutreibende Walze im Wesentlichen hohl ausgebildet ist und einen durchgehenden, drehbaren Walzenmantel sowie stirnseitig herausragende Walzenzapfen aufweist. Die Walzenzapfen können dabei einzelne Bauteile sein. Der Walzenzapfen kann aber auch als ein einziges, die gesamte Walze durchquerendes Bauteil gefertigt sein. Dabei sind die oder der Walzenzapfen feststehend ausgebildet. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass ein Walzenzapfen zugleich den Stator und der drehbare Walzenmantel den Rotor des Synchronmotors bildet. Diese Ausgestaltung ist sehr vorteilhaft, weil damit eine sehr einfache, aber kompakte und wartungsarme Bauweise des Walzenantriebes geschaffen wird.in the The scope of the invention is also provided that the driven roller is formed substantially hollow is and a continuous, rotating roll shell and the front side has outstanding roll neck. The roll necks can do this be individual components. The roll neck can also be used as a single, the entire roller traversing component to be made. there the or the roll neck are fixed. According to the invention, it is provided that a roll neck at the same time the stator and the rotatable roll shell forms the rotor of the synchronous motor. This embodiment is very advantageous because it is a very simple but compact and low maintenance Construction of the roller drive is created.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung besteht darin, dass der Walzenmantel über in der Walze eingebaute Radiallager, insbesondere Wälzlager, drehbar ist. Die Radiallager befinden sich jeweils an den stirnseitigen Enden der Walze. Der erfindungsgemäße Antrieb bzw. Motor benötigt dadurch kein eigenes Fundament zur Lagerung und braucht auch nicht aufwändig ausgerichtet zu werden, was einen weiteren Vorteil der Erfindung darstellt.A Another advantageous embodiment is that the roll shell over in the Roller built radial bearings, in particular rolling bearings, is rotatable. The radial bearings are each located at the front ends of the roller. Of the drive according to the invention or engine needed thus no own foundation for storage and does not need costly to be aligned, which is another advantage of the invention represents.

Je nach der Größe und der Drehzahl der anzutreibenden Walze ist es sinnvoll, wenn ein weiteres Radiallager sich auch an der von der ersten Stirnseite abgewandten Seite des Synchronmotors befindet. Dadurch können die Laufeigenschaften der Walze verbessert werden.ever according to the size and the Speed of the driven roller, it makes sense if another radial bearing also on the side facing away from the first end face of the Synchronous motor is located. This allows the running properties the roller can be improved.

Nachzutragen ist, dass Mittel zur Schmierung der Lagerstellen der Walze in vorteilhafter Weise nicht notwenig sind, aber Mittel zur Kühlung des innen liegenden Synchronmotors lassen sich sehr einfach beispielsweise in den Walzenzapfen unterbringen.Begrudge is that means for lubricating the bearings of the roller in an advantageous Way are not necessary, but means for cooling the internal synchronous motor can be easily accommodated for example in the roll neck.

Der erfindungsgemäße Antrieb lässt sich neben anderen anzutreibenden Zylindern und Walzen einer Herstellungs- oder Bearbeitungsmaschine einer laufenden Materialbahn besonders vorteilhaft für Tragwalzen und/oder Andrückwalzen einer Wickelmaschine oder Walzen einer Rollenschneidmaschine einsetzen, die bisher mit Drehstromasynchronmotoren angetrieben wurden.Of the drive according to the invention let yourself in addition to other cylinders and rollers to be driven or processing machine of a running material web especially advantageous for carrier rolls and / or pressure rollers use a winding machine or rolls a slitter, which were previously driven by three-phase asynchronous motors.

Nachfolgend soll die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden.following the invention will be explained in more detail using an exemplary embodiment.

Es zeigt:It shows:

In den einzelnen Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichem Bezugszeichen versehen oder ganz weggelassen, weil sie gegenüber der vorher erläuterten Figur selbsterklärend sind.In the individual figures are the same components with the same reference numerals provided or omitted altogether, because they compared to the previously explained Figure self-explanatory are.

1 bis 3: den Schnitt durch jeweils eine Walze mit der Anordung des erfindungsgemäßen Antriebs und Varianten der Lagerung 1 to 3 : the section through a respective roller with the arrangement of the drive according to the invention and variants of storage

4: in perspektivischer, aber nur schematischer Darstellung ein Anwendungsbeispiel in Form einer Wickelmaschine, deren Tragwalzen und eine Andrückwalze mit einem erfindungsgemäßen Antrieb ausgerüstet sind 4 : In perspective, but only schematic representation of an application example in the form of a winding machine, the support rollers and a pressure roller are equipped with a drive according to the invention

In 1 ist eine anzutreibende Walze 1 im Schnitt dargestellt. Diese zylindrische Walze 1 ist im Wesentlichen hohl ausgebildet ist und kann deshalb einen für den Drehantrieb der Walze 1 vorgesehenen Synchronmotor 2 aufnehmen. Die Walze 1 weist einen durchgehenden rotierbaren Walzenmantel 1.2 und außerdem an ihrem stirnseitigen Ende 1.3 und 1.3' jeweils einen Walzenzapfen 1.4 und 1.4' auf, der feststehend ausgebildet ist. Der Walzenzapfen 1.4 ist somit in der Lage zugleich den Stator 2.1 des eingebauten Synchronmotors 2 zu bilden. Eingelassen in den Walzenzapfen 1.4 sind zur Triebseite TS hin ragende elektrische Anschlusskabel 3 für den Betrieb des Synchronmotors 2. Die elektrischen Anschlusskabel 3 münden in eine Wicklung 2.3 des Synchronmotors.In 1 is a roller to be driven 1 in the Section shown. This cylindrical roller 1 is substantially hollow and therefore can one for the rotary drive of the roller 1 provided synchronous motor 2 take up. The roller 1 has a continuous rotatable roll shell 1.2 and also at its front end 1.3 and 1.3 'each a roll neck 1.4 and 1.4 ', which is fixed. The roll neck 1.4 is thus capable of the stator at the same time 2.1 of the built-in synchronous motor 2 to build. Taken in the roll neck 1.4 are to the drive side TS protruding electrical connection cable 3 for the operation of the synchronous motor 2 , The electrical connection cables 3 lead into a winding 2.3 of the synchronous motor.

An der Innenwandung des Walzenmantels 1.2 sind Permanentmagnete 2.4 (oder ein einzelner konzentrisch verlaufender) befestigt, die oder der bei der Beaufschlagung der Wicklungen mit elektrischen Strom die Drehbewegung der Walze 1 bewirken bewirkt. Bei der Drehbewegung dreht sich also nur der Walzenmantel 1.2 über mehrere Radiallager 4, die sowohl auf den Walzenzapfen 1.4, als auch auf den gegenüberliegenden Walzenzapfen 1.4' aufgeschoben sind. Die Radiallager 4 sind hier eingekapselte Wälzlager, die schmierfrei sind.On the inner wall of the roll mantle 1.2 are permanent magnets 2.4 (or a single concentrically extending) attached, the or in the loading of the windings with electric current, the rotational movement of the roller 1 cause causes. During the rotation, therefore, only the roll shell rotates 1.2 over several radial bearings 4 on both the roll neck 1.4 , as well as on the opposite roll neck 1.4 'postponed. The radial bearings 4 Here are encapsulated rolling bearings that are lubrication-free.

Der Walzenmantel 1.2 ist durch seine beschriebene Drehbarkeit in der Lage, zugleich den Rotor 2.2 des Synchronmotors 2 zu bilden, wodurch insgesamt ein sehr kompakter, wartungs- und verschleißarmer und auch geräuscharmer Antrieb vorliegt.The roll jacket 1.2 is by its described rotation capable, at the same time the rotor 2.2 of the synchronous motor 2 to form, which is a total of a very compact, low maintenance and low-wear and also quiet drive.

1 zeigt auch eine erste Variante der Anordnung der Lagerung des Walzenmantels 1.2. Dabei ist ein zusätzliches Radiallager 4'' dargestellt, welches auf der vom stirnseitigen Ende 1.3 abgewandten Seite des Synchronmotors 2 liegt und wodurch eine hohe Stabilität und vor allem besonders gute Laufeigenschaften der Walze 1 gewährleistet werden. 1 also shows a first variant of the arrangement of the bearing of the roll shell 1.2 , Here is an additional radial bearing 4 '' shown, which on the front end 1.3 opposite side of the synchronous motor 2 lies and whereby a high stability and above all particularly good running characteristics of the roller 1 be guaranteed.

In 2 ist eine zweite Variante der Anordnung des Radiallagers 4 dargestellt. Hierbei ist nur ein Radiallager 4 bzw. 4' vorgesehen, welches sich hier nur an den beiden stirnseitigen Ende 1.3 und 1.3' der Walze 1 befindet. Ansonsten bestehen keine weiteren Veränderungen gegenüber der 1 und bedürfen deshalb keiner weiteren Erläuterung.In 2 is a second variant of the arrangement of the radial bearing 4 shown. Here is just a radial bearing 4 respectively. 4 ' provided, which here only at the two front end 1.3 and 1.3 'the roller 1 located. Otherwise there are no other changes compared to the 1 and therefore require no further explanation.

Die in 3 gezeigte dritte Variante weicht von der Ausführung gemäß 2 nur dadurch ab, dass der Walzenzapfen 1.4 durchgehend ausgebildet ist. Es sind ebenfalls wie bei 2 nur die beiden stirnseitigen Radiallager 4 bzw. 4' vorhanden. Diese Ausbildung ist bei sehr breiten Maschinen aus Stabilitätsgründen mit dementsprechend langen Walzen 1 vorgesehen.In the 3 shown third variant differs from the execution according to 2 only by the fact that the roll neck 1.4 is formed throughout. They are also like at 2 only the two end radial bearings 4 respectively. 4 ' available. This training is for very wide machines for stability reasons with correspondingly long rolls 1 intended.

In der 4 ist eine Anwendungsmöglichkeit des erfindungsgemäßen Walzenantriebes gezeigt und beschrieben, bei der es sich im Beispiel um eine Wickelmaschine handelt.In the 4 an application possibility of the roller drive according to the invention is shown and described, which in the example is a winding machine.

Die Wickelmaschine weist zwei angetriebene Tragwalzen 5 und 6 auf, die ein Tragbett für eine Wickelrolle 7 beim Aufwickeln einer nicht mit dargestellten Materialbahn, insbesondere einer Bahn aus Papier oder Karton darstellt. Gezeigt ist auch eine Andrückwalze 8, mit der ein fester Wickel erreicht werden soll. Die aufzuwickelnde Materialbahn wird dadurch so gegen den Wickel gedrückt, dass mit der zu wickelnden Bahn eingeschleppte Luft abgequetscht wird. Die gezeigten Walzen 5, 6 und 8 entsprechen der Walze 1 aus den 1 bis 3 und weisen deshalb jeweils einen erfindungsgemäßen Antrieb bzw. Antriebsmotor in Form des an sich bekannten Synchronmotors 2 auf. Dieser Synchronmotor 2 ist jeweils im Inneren der betreffenden anzutreibenden Walze 5, 6, 8 eingebaut. Erkennbar sind in 4 wieder jeweils die aus den Stirnseiten bzw. stirnseitigen Enden 1.3 der Walzen 5, 6. 8 ragende Walzenzapfen 1.4 und die Radiallager 4. Aus diesen Walzenzapfen 1.4 ragen wiederum zur Triebseite TS der Wickelmaschine hin die elektrischen Anschlusskabel 3, die jeweils von der hier nicht sichtbaren Wicklung 2.3 des ebenfalls nicht sichtbaren Synchronmotors 2 ausgehen.The winding machine has two driven support rollers 5 and 6 on which is a carrying bed for a winding roll 7 when winding a non-illustrated material web, in particular a web of paper or cardboard represents. Shown is also a pressure roller 8th with which a solid winding is to be achieved. The wound web of material is thereby pressed against the winding so that entrained air is squeezed with the web to be wrapped. The rolls shown 5 . 6 and 8th correspond to the roller 1 from the 1 to 3 and therefore each have a drive according to the invention or drive motor in the form of the known synchronous motor 2 on. This synchronous motor 2 is in each case inside the relevant roller to be driven 5 . 6 . 8th built-in. Recognizable are in 4 again in each case from the front sides or front ends 1.3 the rollers 5 . 6 , 8th projecting roll neck 1.4 and the radial bearings 4 , From these roll necks 1.4 In turn, the electrical connection cables project toward the drive side TS of the winding machine 3 , each of the not visible here winding 2.3 also not visible synchronous motor 2 out.

11: Walzeroller
1.21.2: Walzenmantelroll shell
1.3, 1.3'1.3 1.3 ': stirnseitiges Endefrontal The End
1.4, 1.4'1.4 1.4 ': Walzenzapfenroll neck
22: Synchronmotorsynchronous motor
2.12.1: Statorstator
2.22.2: Rotorrotor
2.32.3: Wicklungwinding
2.42.4: Permanentmagnetpermanent magnet
3 3: elektrisches Anschlußkabelelectrical cable
4, 4', 4'' 4, 4 ', 4' ': Radiallagerradial bearings
5 5: Tragwalzeking roll
66: Tragwalzeking roll
7 7: Wickelrollereel
88th: Andrückwalzepressure roller
TS TS: Triebseitedrive side

Claims

Drive for a roll of a machine for producing and / or processing a moving material web, in particular a paper or board web, wherein the roll to be driven ( 1 ) each having its own electric drive motor with a rotor and a stator, characterized in that a synchronous motor ( 2 ) provided inside the respective roller to be driven ( 1 . 5 . 6 . 8th ) is arranged.

Drive according to claim 1, characterized in that the synchronous motor ( 2 ) on at least one front end ( 1.3 ) of the roller to be driven ( 1 . 5 . 6 . 8th ) is arranged.

Drive according to claim 1 and 2, characterized in that the driven roller ( 1 . 5 . 6 . 8th ) is formed substantially hollow and a continuous roll shell ( 1.2 ) and end roll neck ( 1.4 . 1.4 '), wherein the roll neck ( 1.4 . 1.4 ') are stationary and the stator ( 2.1 ) of the synchronous motor ( 2 ) and the rotatable roll shell ( 1.2 ) the rotor ( 2.2 ) of the synchronous motor ( 2 ).

Drive according to claim 1 to 3, characterized in that the roll shell ( 1.2 ) over at the front ends ( 1.3 ) of the roller ( 1 . 5 . 6 . 8th ) built-in radial bearings ( 4 . 4 ' ), in particular rolling bearing, is rotatable.

Drive according to claim 4, characterized in that a further radial bearing ( 4 '' ) also at the from the first end face ( 1.3 ) facing away from the synchronous motor ( 2 ) is located.

Drive according to claim 1 to 3, characterized in that means for cooling the synchronous motor ( 2 ) available.

Drive according to Claims 1 to 3, characterized in that it is suitable for carrier rolls ( 5 . 6 ) and / or pressure rollers ( 8th ) is provided a winding machine or rolls a slitter.